Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Análise de uma Configuração de Parque Eólico Baseada em Sistema de Transmissão Multiterminal CC com Conversores Multinível Modular

Karoline Claro Pereira Silveira

Junho/2015

Orientadores:

Maurício Aredes Robson Francisco da Silva Dias

Programa:

Engenharia Elétrica

      A conexão de usinas eólicas à rede elétrica é estabelecida através da utilização de conversores VSC (Voltage Source Converter) BTB (back to back), com filtros passivos e transformadores. O conversor convencional opera em dois ou três níveis de tensão e apresenta uma alta frequência de comutação, aumentando assim a interferência eletromagnética e as perdas de chaveamento. Além disso, os fabricantes estão elevando cada vez mais a potência dos aerogeradores e, por conseguinte, a tensão de geração. Diante disso, o Modular Multilevel Converter (MMC) é uma alternativa aos conversores usuais, pois, permite a conexão direta em níveis de tensões mais elevados com baixa distorção harmônica, eliminando assim a necessidade de transformadores e filtros passivos. Este trabalho apresenta uma análise de uma configuração de parque eólico baseada em um sistema de transmissão em corrente contínua multiterminal utilizando conversores multinível modular. Esta proposta tem como motivação eliminar os transformadores e filtros que são necessários em outras configurações de parques eólicos. Para avaliar o comportamento elétrico da solução avaliada, estudos baseados em simulações de um caso exemplo foram realizados utilizando o PSCAD/EMTDC. Os chaveamentos e controles dos conversores foram modelados em detalhes, e os estudos demonstram que a configuração é tecnicamente viável e apresenta desempenho satisfatório frente a variações de vento. Além disso, é apresentada a possibilidade de se controlar a tensão no ponto de conexão do parque com o Sistema Elétrico de Potência (SEP) através da injeção de potência reativa no conversor principal. Conclui-se que a configuração apresentada pode servir para atender tanto aos parques eólicos individualmente ou, então, servir como solução de integração de grandes usinas eólicas ao SEP.